Как определяется неизвестная частота?

Лабораторная работа №9

Получение фигур Лиссажу

Цель работы

Научиться получать фигуры Лиссажу и определять по ним частоту электрического сигнала.

Краткие теоретические сведения

2.1 Литература:

- /1/ стр. 139-174.

- Конспект. Тема «Электронные осциллографы.».

При выключенном напряжении внутренней развертки на вход «Y» подают напряжение от образцового генератора, а на вход «X» - от генератора, частота колебаний которого измеряется. Возникающее на экране изображение носит название «фигуры Лиссажу».

n_y=2 n_x=2n_y = 4 n_x=2

F_y=F_x F_x=2F_y

Для определения соотношения между "частотами мысленно пересекают получившуюся фигуру взаимоперпендикулярными прямыми и подсчитывают максимально возможное число пересечений фигуры с вертикальной осью nу и с горизонтальной nx.Из правила Лиссажу следует F_y·n_y = F_x·n_x, где F_х - частота сигнала, поданного на вход "X", a F_y - на вход "Y". Если F_yизвестна, то F_х= F_y·(n_y/n_x).

Вид фигуры Лиссажу зависит не только от соотношения частот, но и от фазовых соотношений сигналов. Это затрудняет измерение изложенным методом при отношении частот более 5... 7.

2.2 Перед началом работы учащийся обязан знать структурную схему и принцип работы однолучевого универсального осциллографа, требования к непрерывной развёртке. Порядок подготовки осциллографа к работе и измерения и порядок получения фигур Лиссажу на экране осциллографа.

Оборудование

Генератор ГЗ-109; ГЗ-123.

Генератор ГЗ-112.

Осциллограф С1-72.

Порядок выполнения работы

4.1 Соединить измерительные приборы согласно схеме:

Подготовить приборы к работе.

4.3 На гнездо "вход Y" подать сигнал от генератора образцовый (известной) частоты F_y=F_o.

На гнездо "вход синх." подать сигнал от генератора, частоту необходимо измерить, т.е. F_x=F_изм. Нажать кнопку "вход X". Частоту F_x устанавливать согласно Таблице 1.

Напряжение сигналов выбирается таким, чтобы обеспечить удобное наблюдение изображения на экране ЭЛТ. (U=2B).

Таблица 1

№ п.п.	Fx, Гц	Fy, Гц	∆F, Гц

4.4 Изменяя частоту образцового генератора добиваться простейшей фигуры Лиссажу (эллипсы) и остановки её вращения. В этом случаи F_изм=F_o. Значение частоты F_o=F_y занести в Таблицу 1. Рассчитать погрешность ∆F.

Повторить пункт 4.3, устанавливая значение частоты Fx согласно

Таблице 2.

Таблица 2

№ п.п.	F_x, Гц	F_y, Гц	F_x, Гц	∆F, Гц

4.6 Изменяя частоту образцового генератора, добиваться изображения фигуры Лиссажу соответствующей Рис. 2 и прекращения её вращения. Значение частоты F_y занести в таблицу 2.

4.7 Рассчитать действительное значение измеряемой частотыF’_x=F_o·(n_y/n_x). Значение F’_x занести в таблицу 2.

4.8 Рассчитать погрешность∆F.

Содержание отчёта

Наименование и цель работы.

Основные технические данные приборов.

Структурная схема соединения приборов.

Осциллограммы фигур Лиссажу и определение по ним измеряемой частоты.

Вывод.

6. Контрольные вопросы

Как получить фигуры Лиссажу?

Объяснить взаимосвязь между числом точек пересечения фигуры Лиссажу и частотой сигнала.